Fiche technique de l'afficheur sept segments ELS-315SURWA/S530-A3 - Hauteur de chiffre 9,14mm - Rouge vif (632nm) - Tension directe 2,0V - Courant direct 25mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

L'ELS-315SURWA/S530-A3 est un afficheur alphanumérique sept segments à un chiffre conçu pour un montage traversant. Il présente une taille industrielle standard avec une hauteur de chiffre de 9,14mm (0,36 pouce). L'afficheur est construit avec des puces LED rouge vif en AlGaInP, logées dans un boîtier en résine diffusante blanche donnant une apparence de surface grise. Cette combinaison est conçue pour offrir une haute fiabilité et une excellente lisibilité même dans des conditions d'éclairage ambiant vif, le rendant adapté à diverses applications d'indication et de lecture.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cet afficheur incluent sa conformité aux normes industrielles pour la taille et le brochage, garantissant un remplacement et une intégration faciles. Il offre une faible consommation d'énergie, contribuant à des conceptions de système économes. Le dispositif est catégorisé (mis en bac) selon l'intensité lumineuse, permettant un appariement cohérent de la luminosité dans les applications multidigits. De plus, il est fabriqué sans plomb et conforme RoHS, respectant les réglementations environnementales modernes. Ses marchés cibles sont principalement les applications d'électronique industrielle et grand public nécessitant des affichages numériques ou alphanumériques limités clairs et fiables.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective détaillée des spécifications électriques, optiques et thermiques du dispositif telles que définies dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

Les Valeurs Maximales Absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Ce ne sont pas des conditions de fonctionnement normal.

• Tension inverse (V_R) :5V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct (I_F) :25mA continu. C'est le courant continu maximal autorisé à travers un segment.
• Courant direct de crête (I_FP) :60mA. Ceci n'est permis que dans des conditions pulsées (rapport cyclique ≤ 10%, fréquence ≤ 1kHz).
• Dissipation de puissance (P_d) :60mW. La puissance maximale que le dispositif peut dissiper, calculée comme V_F* I_F.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement fiable.
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +100°C.
• Température de soudure (T_sol) :260°C pendant un maximum de 5 secondes, typique pour la soudure à la vague ou manuelle.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés à une température de jonction standard (T_a=25°C) et définissent la performance du dispositif dans des conditions de fonctionnement normales.

• Intensité lumineuse (I_v) :4,0mcd (Min), 8,0mcd (Typ) à I_F=10mA. C'est le flux lumineux moyen par segment. Une tolérance de ±10% est spécifiée.
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :632nm (Typ) à I_F=20mA. C'est la longueur d'onde à laquelle l'émission spectrale est la plus forte.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :624nm (Typ) à I_F=20mA. C'est la longueur d'onde perçue par l'œil humain, définissant la couleur (rouge vif).
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :20nm (Typ) à I_F=20mA. Cela indique l'étroitesse du spectre de lumière rouge émis.
• Tension directe (V_F) :2,0V (Typ), 2,4V (Max) à I_F=20mA. La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit, avec une tolérance de ±0,1V.
• Courant inverse (I_R) :100µA (Max) à V_R=5V. Le faible courant de fuite lorsque le dispositif est polarisé en inverse.

3. Explication du système de tri

Le document technique indique que le dispositif est "Catégorisé selon l'intensité lumineuse." Cela signifie que les unités sont testées et triées (mises en bacs) en fonction de leur flux lumineux mesuré à un courant de test spécifique. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des afficheurs du même bac d'intensité pour garantir une luminosité uniforme sur tous les chiffres d'un affichage multidigit, évitant ainsi des variations perceptibles de luminosité des segments. Les codes ou plages de tri spécifiques ne sont pas détaillés dans l'extrait fourni mais font généralement partie des informations de commande.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut des courbes caractéristiques typiques qui sont cruciales pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions non standard.

4.1 Distribution spectrale

La courbe spectrale montre l'intensité relative de la lumière émise à travers différentes longueurs d'onde. Pour cette LED rouge à base d'AlGaInP, la courbe sera centrée autour du pic de 632nm avec la largeur de bande indiquée de 20nm, confirmant une couleur rouge pure et saturée sans émission significative dans d'autres bandes de couleur.

4.2 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe illustre la relation non linéaire entre le courant et la tension. Elle montre la tension de seuil (où le courant commence à circuler significativement, environ 1,8-2,0V pour le rouge AlGaInP) et comment la tension directe augmente avec le courant. Les concepteurs l'utilisent pour calculer les valeurs de résistance série (R = (V_alim- V_F) / I_F) pour définir le courant de fonctionnement souhaité, typiquement entre 10-20mA pour un équilibre entre luminosité et longévité.

4.3 Courbe de déclassement du courant direct

Il s'agit d'un graphique critique de gestion thermique. Il montre le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Lorsque la température ambiante augmente, la température de jonction de la LED augmente, et le courant maximal sûr doit être réduit pour éviter la surchauffe et une dégradation accélérée. La courbe montre typiquement le courant nominal (par ex., 25mA) autorisé jusqu'à une certaine température (par ex., 25°C ou 40°C), après quoi elle descend en pente jusqu'à zéro à la température de jonction maximale. Cette courbe doit être consultée pour les conceptions fonctionnant dans des environnements à température élevée.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et dessin

Le dispositif est au format traversant DIP (Dual In-line Package) standard. Le dessin dimensionnel fournit les mesures critiques : hauteur, largeur et longueur totales ; taille et espacement des segments ; diamètre, longueur et espacement (pas) des broches. La note spécifie une tolérance générale de ±0,25mm sauf indication contraire. Les concepteurs doivent utiliser ce dessin pour créer l'empreinte PCB, en s'assurant de la taille, de l'espacement et du placement corrects des pastilles pour les segments du chiffre et les broches communes.

5.2 Schéma de circuit interne et identification de la polarité

Le schéma de circuit interne montre la connexion électrique des 10 broches. Un afficheur sept segments standard a 7 broches pour les segments (a à g), 1 ou plusieurs broches communes (anode ou cathode, selon la configuration à anode commune ou cathode commune), et parfois un point décimal (dp). Le schéma clarifie quelle broche contrôle quel segment et identifie la connexion commune, ce qui est essentiel pour un câblage correct et la conception du circuit de pilotage (par ex., en utilisant un multiplexeur ou un circuit intégré pilote d'afficheur dédié).

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

La fiche technique spécifie une température de soudure maximale de 260°C pendant ≤5 secondes. C'est une valeur standard pour la soudure à la vague ou la soudure manuelle avec un fer à température contrôlée. Pour la soudure par refusion, un profil spécifique serait nécessaire mais n'est pas fourni. Les considérations clés incluent :

• Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD) :Les puces LED sont sensibles aux décharges électrostatiques. Des précautions de manipulation telles que des postes de travail mis à la terre, des bracelets antistatiques et de la mousse conductrice sont fortement recommandées pendant l'assemblage.
• Contrainte thermique :Éviter une exposition prolongée à des températures élevées pendant la soudure pour prévenir les dommages au boîtier plastique ou aux liaisons internes par fil.
• Nettoyage :Si un nettoyage est nécessaire, utiliser des méthodes compatibles avec la résine plastique.

7. Conditionnement et informations de commande

Le dispositif suit une hiérarchie d'emballage spécifique : 35 pièces sont emballées dans un tube, 140 tubes (totalisant 4 900 pièces) sont emballés dans une boîte, et 4 boîtes (totalisant 19 600 pièces) sont emballées dans un carton maître. L'étiquette sur l'emballage comprend des champs pour le Numéro de pièce client (CPN), le Numéro de pièce fabricant (P/N), la Quantité d'emballage (QTY), la Catégorie d'intensité lumineuse (CAT) et le Numéro de lot (LOT No.), entre autres références, assurant la traçabilité et l'identification correcte.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Électroménager :Minuteries, affichages de température sur fours/micro-ondes, indicateurs de cycle sur lave-linge.
• Tableaux de bord d'instruments :Équipements de test et de mesure, panneaux de contrôle industriel, jauges automobiles du marché secondaire.
• Afficheurs numériques :Compteurs simples, horloges, tableaux de score et tout appareil nécessitant un indicateur numérique clair.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Toujours utiliser une résistance série pour chaque segment ou ligne commune pour définir le courant direct. Calculer en fonction de la tension d'alimentation et de la V_Ftypique au I_F.
• souhaité.Multiplexage :
• Pour les afficheurs multidigits, le multiplexage est courant pour réduire le nombre de broches sur le microcontrôleur. S'assurer que le circuit de pilotage peut gérer le courant de crête pendant le cycle de multiplexage sans dépasser le courant de crête nominal du dispositif.Angle de vision :
• La résine diffusante blanche offre un large angle de vision. Considérer l'orientation de l'afficheur par rapport à l'utilisateur.Contrôle de la luminosité :

La luminosité peut être ajustée en variant le courant direct (dans les limites) ou en utilisant une MLI (Modulation de Largeur d'Impulsion) sur le signal de commande.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux technologies plus anciennes ou aux afficheurs plus petits, l'ELS-315SURWA/S530-A3 offre un équilibre entre taille, luminosité et efficacité. Sa hauteur de chiffre de 9,14mm est une norme courante, garantissant une large compatibilité. L'utilisation du matériau AlGaInP offre une efficacité plus élevée et un rouge plus vibrant et saturé par rapport aux anciennes LED rouges à base de GaAsP. La conception traversante offre une robustesse mécanique et une facilité de prototypage par rapport aux dispositifs CMS, bien qu'elle nécessite plus d'espace sur la carte. Son principal différentiateur dans sa catégorie est la combinaison du brochage standard industriel, du tri par intensité lumineuse pour la cohérence et de la conformité RoHS.

10. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

10.1 Puis-je piloter cet afficheur directement depuis une broche de microcontrôleur 5V ?Non, pas directement._FUne broche GPIO typique de microcontrôleur peut fournir/absorber 20-25mA, ce qui correspond au courant nominal I

de l'afficheur. Cependant, la tension directe de la LED n'est que d'environ 2,0V. La connecter directement à une broche 5V sans résistance de limitation de courant tenterait de faire circuler un courant beaucoup plus élevé, risquant d'endommager à la fois la LED et la broche du microcontrôleur. Vous devez utiliser une résistance série : R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150Ω (utiliser une valeur standard de 150Ω ou 180Ω).

10.2 Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête et la Longueur d'onde dominante ?_p)La Longueur d'onde de crête (λ) est la longueur d'onde physique où le spectre d'émission a son intensité maximale._d)La Longueur d'onde dominante (λ_d) est la longueur d'onde de la lumière monochromatique qui semblerait avoir la même couleur pour l'œil humain. Pour les LED, λ_pest souvent légèrement plus courte que λ

et est le paramètre le plus pertinent pour la spécification de la couleur dans les applications visuelles.

10.3 S'agit-il d'un afficheur à anode commune ou à cathode commune ?L'extrait de fiche technique fourni ne l'indique pas explicitement. Cette information critique est contenue dans leSchéma de circuit interne. Le concepteurdoit

consulter ce schéma pour déterminer la configuration avant de concevoir le circuit de pilotage. Utiliser la mauvaise configuration empêchera l'afficheur de s'allumer.

11. Cas pratique de conception et d'utilisationCas : Conception d'un compteur multiplexé à 4 chiffres.

1. Pour piloter quatre afficheurs ELS-315SURWA/S530-A3 avec un microcontrôleur :
2. Déterminer le type de broche commune (anode/cathode) à partir du schéma interne.
3. Connecter toutes les broches de segment correspondantes (a-g, dp) ensemble sur les quatre chiffres.
4. Connecter la broche commune de chaque chiffre à une broche séparée du microcontrôleur via un transistor (pour la gestion du courant) s'il s'agit d'un type à anode commune, ou directement/inversée si c'est une cathode commune et dans la capacité d'absorption du MCU._FPCalculer une seule résistance de limitation de courant pour chaque ligne de segment, basée sur le courant de crête par segment pendant le multiplexage. Si chaque chiffre est actif 1/4 du temps, pour atteindre un courant moyen de 10mA, le courant de crête pendant son créneau actif devrait être de 40mA. S'assurer que ce pic de 40mA ne dépasse pas le courant nominal I
5. du dispositif (60mA) et est dans les capacités du pilote.

Écrire le firmware pour parcourir rapidement les chiffres (par ex., 100Hz par chiffre, rafraîchissement total 400Hz), en illuminant les segments corrects pour le chiffre actif.

12. Introduction au principe de fonctionnementUn afficheur sept segments est un assemblage de sept barres LED (segments) disposées en forme de huit. En illuminant sélectivement des combinaisons spécifiques de ces segments, tous les chiffres décimaux (0-9) et certaines lettres peuvent être formés. Chaque segment est une LED individuelle. Dans un afficheur àanode commune_CC, toutes les anodes des LED de segment sont connectées ensemble à une broche commune (V), et chaque cathode est contrôlée séparément. Pour allumer un segment, sa broche de cathode est mise à l'état BAS (connectée à la masse via une résistance de limitation de courant). Dans un afficheur àcathode commune

, les cathodes sont communes (masse), et les anodes sont mises à l'état HAUT pour s'allumer. L'ELS-315SURWA/S530-A3 utilise un matériau semi-conducteur AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium), qui émet de la lumière dans le spectre rouge à jaune-orange lorsque les électrons se recombinent avec les trous à travers la bande interdite du matériau, un processus appelé électroluminescence.

13. Tendances et évolutions technologiques